本发明公开了一种用于全自动平衡机双质量飞轮的自动定心分级夹紧装置。本发明包括两级夹紧部件、夹紧驱动部件、测量转台和旋转驱动部件，测量转台包括转台静件和转台动件，测量转台上、下端分别同轴安装有两级夹紧部件和夹紧驱动部件，双质量飞轮放置在测量转台顶面被自两级夹紧部件沿径向分两级夹紧，夹紧驱动部件通过联轴器连接到两级夹紧部件，旋转驱动部件与转台动件相连并驱动转台动件相对转台静件旋转，从而带动两级夹紧部件和夹紧驱动部件绕中心轴旋转。本发明通过两级夹紧部件与夹紧驱动部件配合，将双质量飞轮的两级飞轮质量分别定心夹紧，从而保证定心准确，提高了系统测量精度。